Quo Vadis

Digitale Fabrik?

von: Dr. Mathias Engel

Haben Sie das

Frühstückshörnchen

bemerkt?

„Taktzeit“

Franziskanermönche

ab ca. 1500

STEUERUNG

„Massenfertigung“

venetianische Schiffsbauer

ab spätem 15 Jahrhundert

INTERAKTION

„Erste Fabrik

auf dem Festland“

Johann Brüggelmann

1783 - Textilfabrik Cromford in Ratingen

REVOLUTION

„Tätigkeiten vergleichbar

machen

-Shop Management-“

Frederic W. Taylor

ab 1903

STANDARDISIERUNG

„-Massenfertigung-

Einführung des

Fliessband.“

Henry Ford

ab 1908

ARBEITSTEILUNG

Konrad Zuse

ab 1941

„Erfindung des Computers (Z1-Z3)

und der universellen

Computersprache (Plankalkül)“

DIGITALISIERUNG

„Vermeidung von

Muda (Verschwendung),

Muri (Überlastung) und

Mura (Unausgeglichenheit)

-TPS-“

Ōno Taiichi

ab 1950

EFFIZIENZ

„Produktionsvorstände von Daimler,

Volkswagen, BMW, Audi und

Porsche einigen sich auf das

Synonym

-DIGITALE FABRIK-“

Jahreswechsel 1998/1999

„Aber…

Was ist die Digitale Fabrik?“

„DIGITAL = (Daten) mit Ziffern und

Zahlen darstellen?“

„FABRIK = industrielle Anlage zur

Herstellung eines Produktes“

DIGITALE FABRIK

„eine mit Ziffern und Zahlen

dargestellte industrielle Anlage zur

Herstellung eines Produktes“

DIGITALE FABRIK

DIGITALE FABRIK

DIGITALE FABRIK

„ein […] Oberbegriff für ein umfassendes Netzwerk von digitalen Modellen und

Methoden unter anderem der Simulation und 3D-Visualisierung. Ihr Zweck ist die

ganzheitliche Planung, Realisierung, Steuerung und laufende Verbesserung aller

wesentlichen Fabrikprozesse und -ressourcen in Verbindung mit dem Produkt “

VDI 4499 Blatt 1:2008-02

DIGITALE FABRIK

„ein […] Oberbegriff für ein umfassendes Netzwerk von digitalen Modellen und

Methoden unter anderem der Simulation und 3D-Visualisierung. Ihr Zweck ist die

ganzheitliche Planung, Realisierung, Steuerung und laufende Verbesserung aller

wesentlichen Fabrikprozesse und -ressourcen in Verbindung mit dem Produkt “

VDI 4499 Blatt 1:2008-02

Mögliche Kategorienbildung:

Netzwerk = 1. Datenbanken, 2. Schnittstellen

Modelle und Methoden = 3. Methoden

Simulation/ 3D-Visualisierung = 4. Werkzeuge

Digitale Fabrik

Datenbasisstruktur

Struktur

Datenbankdefinition

Prozessstruktur

verteilte DB

Erreichbarkeit

Performance

Stabilität

Werkzeuge

alphanumerisch

Prozessplanung

Zeitwirtschaft

visuell

CAD

DMU

Materialflusssimulation

3D-Visualisierung

Kinematik

Schnittstellen

Benutzerschnittstellen

Virtual Reality

Augmented Reality

haptische Interaktion

Telepräsenz

Programmschnittstellen

PDM

ERP

Methoden

Organisation

Controlling

Definition

Workflow

Produktionsplanung

Prozessoptimierung

Fokus Fachmagazine 1998-August 2009

Quellen: GENIOS, WISO, WIN, WT [470 dt./ eng. Fachverlage mit Σ 781 Erwähnungen der digitalen Fabrik und 461 relevanten Artikel]

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10

20

30

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Wirtschaftsberichte

Methoden

Datenverwaltung

Werkzeuge

Schnittstellen

Jahr

Anzahl

Fokus Fachmagazine 1998-August 2009

Quellen: GENIOS, WISO, WIN, WT [470 dt./ eng. Fachverlage mit Σ 781 Erwähnungen der digitalen Fabrik und 461 relevanten Artikel]

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80Neuheiten

Berichte/ Tagungen

Prozessstandardisierung (Workflow)

Implementierung (Workflow)

Anlaufmanagement (Workflow)

Strategie/ Definition (Orga)

Nutzen/ Potentiale (Orga)

Sicherheit (Orga)

Bewertung (Orga)

Controlling (Orga)

Prozessoptimierung

Datenmanagement

IT-Standards

virtuelle Inbetriebnahme

Simulation

Kinematik/ DMU

Prototypen/ CAD

Supply Chain

AR/VR

Schnittstellen

Jahr

Anzahl

AUTOMATISIERUNG

Geschätzte Anzahl eingesetzter Industrieroboter pro 10.000 Beschäftigte:

0/ k.A. < 50 50 -100 > 100 – 200 > 200 - 400

AUTOMATISIERUNG

Geschätzte Anzahl eingesetzter Industrieroboter pro 10.000 Beschäftigte:

0/ k.A. < 50 50 -100 > 100 – 200 > 200 - 400

AUTOMATISIERUNG

Geschätzte Anzahl eingesetzter Industrieroboter pro 10.000 Beschäftigte:

0/ k.A. < 50 50 -100 > 100 – 200 > 200 - 400

AUTOMATISIERUNG

Geschätzte Anzahl eingesetzter Industrieroboter pro 10.000 Beschäftigte:

0/ k.A. < 50 50 -100 > 100 – 200 > 200 - 400

AUTOMATISIERUNG

Geschätzte Anzahl eingesetzter Industrieroboter pro 10.000 Beschäftigte:

0/ k.A. < 50 50 -100 > 100 – 200 > 200 - 400

AUTOMATISIERUNG

Ist die

digitale Fabrik

den Kinderschuhen

entwachsen?

Fokus Fachmagazine 1998-August 2009

Quellen: GENIOS, WISO, WIN, WT [470 dt./ eng. Fachverlage mit Σ 781 Erwähnungen der digitalen Fabrik und 461 relevanten Artikel]

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Wirtschaftsberichte

Methoden

Datenverwaltung

Werkzeuge

Schnittstellen

Jahr

Anzahl

Öff

entl

ich

e A

ufm

erk

sam

keit

Zeit

Stand 12-2009

Hype Zyklus nach GartnerVerankerungslinie Erhebung Veröffentlichungen DIFA

Gipfel derüberzogenenErwartungen2003-2006

Tal der Enttäuschungen

2007-2008

Pfad der Erleuchtung

2009-2013 (??)

Plateau derProduktivität

n.n.Zeit

TechnologischerTrigger

1998-2002

Hype Cycle

Digitale Fabrik

Öff

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Jahre bis zur Marktreifebereits marktreif weniger als 2 Jahre 2 – 5 Jahre 5 – 10 Jahre mehr als 10 Jahre veraltet vor Marktreife

NC-Simulation

Robotersimulation

MTM, Refa, Zeitkalkulation

Materialflusssimulation

Hallenlayout digital

Austaktung

Offline Programmierung

Wegeoptimierung

Behälterplanung

AnlagenlayoutWerkzeugkonzepte

Vorrichtungskonzepte

Digitale Prozessplanung

Standardarbeitsblatt

Kapazitäts-planung

Prozesssimulation

Lagerkonzepte

Prozessoptimierung

Fabrikinfrastruktur

Digitale Prozessbeschreibung

Dokumentation

Projektmanagement

technischeBerechnung

Kostenkalkulation

Man-Modelsimulation

Generierung Steuerungsprogramm

Maschinenkonzepte

Workflowmanagement

Prämissen-planung

VirtualReality

Mittelersatzplanung

VirtuelleInbetriebnahme

Wissens-sicherung

Implementierungs-methode

Fabrikleistungsplanung

durchgängiger Vorranggraph

Augmented Reality

digitaleMedienplanung

durchgängige Planungsmethode

Automatisierung der Planung

Frontloading

Stand 03-2010

Zeit

Gipfel derüberzogenenErwartungen2003-2006

Tal der Enttäuschungen

2007-2008

Pfad der Erleuchtung

2009-2013 (??)

Plateau derProduktivität

n.n.

TechnologischerTrigger

>1998-2002

Hype Cycle

Digitale Fabrik

Wie geht es weiter?

Von 100 Arbeitsplätzen in

Deutschland, sind in der

Industrie und im Handwerk…

50 Arbeitsplätze (1980)

31 Arbeitsplätze (2010)

Dazu kommt in Deutschland eine …

Halbierung der Bevölkerung (2000 2070)

Die Produkte werden hingegen

immer…

Die Modellpalette von VW in den 1970er Jahren

Polo Golf Passat Scirocco

Der Kunde kann wählen bei:

- Motorleistung

- Innenausstattung

- Lackierung

…

komplexer bei

Die Modellpalette von VW in 2008

Polo Golf New Beetle Touran

Der Kunde kann wählen bei: Karosserie, Motorleistung, Innenausstattung,

Innendesign, Technikkomponenten,

Lackierung, Fenstertönung, Felgen, etc.

Zum Vergleich:

theoretische Varianz der C-Klasse von Mercedes-Benz: 1027

Fox Tiguan

Touareg Eos Caddy Passat Scirocco Sharan Phaeton

Jetta

kürzeren Produktlebenszyklen

und verteilter Planung

Arbeitsfluss Warenfluss Energie Mobilität Informationsfluss

Von der Manufaktur zur Fabrikarbeit Ausdehnung der Verbesserung der Ausweitung des Aktionsradius Erweiterung derMarktgebiete maschinellen Produktion Wirtschaftsräume

Dampfmaschine Eisenbahn Chemie/ Elektrizität Automobil InformationstechnologieBasisinnovation:

Bedürfnis:

An

teil

Bes

chäf

tigt

erin

%

Jahr1780 1800 1820 1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

70

60

50

40

30

20

10

00

Dienstleistung

Boom…Depression…

67%

31%

2%

Industrie undHandwerk

Landwirtschaft

1. KondratieffzyklusMassenproduktion

2. KondratieffzyklusWarenverteilung

3. KondratieffzyklusMassenkonsum

4. KondratieffzyklusMassenverkehr

5. KondratieffzyklusWeltwirtschaft

Wachstumsbarriere:

ZIEL ist eine

Optimierung in…

der Haptik und Usability…

der Vernetzung…

der Automatisierung…

der Virtualisierung…

der Verfügbarkeit von

Programmumgebungen bei Bedarf

…

Jedoch alles mit Maß…

Q + A?

Diese Folien stehen auch bei slideshare.net

zum View bereit.

Google nach Quo Vadis Digitale Fabrik

Mehr dazu im ZWF 03/2010…

Danke,

für die

Aufmerksamkeit!